Люминесцентные и фосфоресцентные добавки

В последнее время нам все чаще приходится констатировать наличие повышенного интереса к вышеуказанным типам суперконцентратов. Предлагаемая статья должна восполнить дефицит информации и дать заказчикам более подробные сведения на эту тему.

1. Общее описание действия
Используемый нами для производства пигмент проявляет как люминесцирующие, так и фосфоресцирующие свойства. Это означает, что он абсорбирует излучение, например, УФ-спектра, и превращает его длинноволновый видимый свет (=люминесценция=). Дополнительно к этому, в течение некоторого времени после прекращения облучения, также происходит испускание света (=фосфоресценция=). С химической точки зрения такой пигмент представляет собой определенный тип сульфида цинка.
Эмиссия света тесно связана с кристаллическим строением, а ее степень зависит от размера кристаллов пигмента; упрощенно можно сказать: увеличение размера кристаллов ведет к повышению выхода света. По этой причине необходимо обязательно следить за тем, чтобы во время переработки кристаллическая структура пигмента не подвергалась механическому разрушению.
Для нас, как для производителей, это с самого начала означало, что для производства таких мастербатчей непригодны ни наши стандартные системы полимерных носителей, ни шнеки с обычной геометрией. Вместо них должна была быть разработана специальная система носителей, которая, в свою очередь, могла быть произведена лишь с помощью шнеков специальной конфигурации.
Чтобы ввести пигмент в носитель в как можно более щадящем режиме, для изготовления нашего Remafin - Gr?n AEV 30030 используется носитель, состоящий преимущественно из воска. За счет этого одновременно достигается универсальная совместимость с полиолефинами.

2. На что следует обратить внимание
а) Специфика пигмента

• Посерение – взаимодействие УФ-излучения с влагой (воздуха) приводит к фотохимическому осаждению цинка на поверхности пигмента. В этом случае говорят о так называемом «фотохимическом посерении»; оно является основной проблемой у соединений ZnS .
• Тяжелые металлы и их соединения (обратить внимание, в частности, при выборе стабилизатора), как правило, обладают дезактивирующим эффектом
• Сильные окислители разрушают пигмент
• Уже небольшие количества красителей (например, загрязнения) оказывают резко негативное влияние на выход света
• Механическое воздействие на пигмент должно быть как можно меньшим, так как оно легко способно его разрушить. Это условие справедливо как для нас, производителей мастербатчей, так и для заказчиков, при конечной переработке

б) Мастербатч

• Вплоть до настоящего времени нами в основном предлагается только один подобный мастербатч: Remafin - Gr?n AEV 30030. Основная область его применения - полиолефины, преимущественно толстостенные изделия.

Для применения в других полимерах на данный момент не найдено однозначных решений. Соответствующие исследования в этой области проводятся и будут проводиться в обозримом будущем, однако в силу высокой чувствительности пигмента к сдвигающим нагрузкам ни в ближайшее время, ни с технической точки зрения, не следует ожидать «чудес».

• Так как для достижения эффекта свечения необходима определенная плотность светящихся частиц, наши «светящиеся мастербатчи» в первую очередь предназначены для толстостенных изделий. Безусловно, они без каких-либо проблем могут быть использованы в пленках или волокнах, однако эффект свечения здесь выражен значительно меньше. Единственной возможностью достичь устойчивого свечения является высокая концентрация волокон или лент.
• Для достижения необходимой плотности светящихся частиц необходимы достаточно высокие дозировки мастербатча, как правило, 10-20 %. Дозировки свыше 20 % могут привести к потере механических свойств конечного изделия.
• Перед применением «светящегося мастербатча» необходимо проконтролировать чистоту полимера, в который он будет вводиться. Пригодным считается полимер, имеющий максимальную светопроницаемость при минимальной собственной окраске.
• Имеется допуск на использование наших «светящихся мастербатчей» для детских игрушек в соответствии с BgVV .
• Протестированные нами области применения:

Полые изделия: ПП-бутылки, дозировка 5-10 %
Литье: ПЭ и ПП, дозировки 10-20 %
Хим. волокна: ПП, ок. 17 дтэкс, дозировка 4 %
Пленки: ПЭ, ок 70 мкм, дозировка 20 %
Ленты: ПП, ок. 100 мкм, дозировка 10 %

3. Результаты измерений

4. В настоящее время в производственной программе нашего завода SST (Германия) имеются следующие типы мастербатчей со свечением зеленого цвета:

• Remafin- Grün AEV 30030
• PL 6 ADB 12020 (специальная марка для пленок).

На лабораторном уровне были также успешно протестированы мастербатчи, испускающие красное и синее свечение. На данном этапе они пока не запущены в производство по причине отсутствия стабильного спроса.